Smart Wohnen – Aber mit welchem System?

Einstieg in Smart Home Systeme

Intelligente Funktionen in IT-Geräten, Autos, Haushaltsgeräten und Freizeitelektronik sind heute zu einer Selbstverständlichkeit geworden. Doch in unserem zentralen Lebensbereich, beim Wohnen, gibt es nach wie vor hohen Informationsbedarf. Dies betrifft zum einen die vielfältigen Möglichkeiten, die aktuelle Smart Home-Systeme bezüglich erhöhter Sicherheit, gehobenen Wohnkomforts und der Optimierung des Energieverbrauchs bieten. Zum anderen wissen viele Interessierte angesichts der vielfältigen marktverfügbaren Standards nicht, worauf sie bei der Wahl des für sie passenden Systems achten sollten. Deswegen möchten wir euch an dieser Stelle mit ein paar grundlegenden Informationen und Begriffen vertraut machen, die euch die Übersicht etwas erleichtern und euch – wenn ihr noch unentschlossen sind – bei der Entscheidungsfindung unterstützen.

Wichtige Entscheidungskriterien

Tatsächlich bietet der Markt heute eine Vielzahl von Smart Home-Systemen mit stark variierendem Leistungsspektrum, die sich erheblich durch Funktionsumfang, Art und Anzahl der Systemkomponenten sowie ihrer zugrundeliegenden Vernetzungstechnologie unterscheiden. Hinzu kommen immer mehr Angebote für günstige kleinteilige Lösungen, die genaugenommen nicht der Bezeichnung „Smart Home“ im Sinne eines flexibel ausbaufähigen Systems gerecht werden.

Um euch den Einstieg zu erleichtern, werden wir im folgenden wesentliche Begriffe and Konzepte aus der Smart Home-Welt erläutern und aufzeigen, auf welchen Komponenten Smart Home-Systeme grundsätzlich aufbauen. Denn für die Wahl eines ideal auf eure Bedürfnisse zugeschnittenen Smart Home-Systems spielen außer dem Leistungsumfang verschiedene andere Faktoren eine wichtige Rolle, angefangen beim Preis und dem erforderlichen Installationsaufwand über das Maß an individuellen Konfigurationsmöglichkeiten bis zum Bedienkomfort.

Nicht zuletzt stellen sich wichtige Fragen nach der Ausfallsicherheit, dem Manipulationsschutz und der Möglichkeit, das System je nach individueller Kassenlage schrittweise auszubauen. Die Investitionssicherheit hängt maßgeblich davon ab, in welchem Umfang sich das System bei Bedarf um neue Geräte und Funktionen erweitern lässt.

Was unterscheidet „Gebäudeautomation“ von Smart Home-Technologie?

Zunächst bezeichnet der Begriff Gebäudeautomation allgemein alle Vorrichtungen zur automatisierten Steuerung, Regelung und Überwachung von der Licht-, Heizungs-, Klima- und Zugangstechnik. In grober historischer Einordnung begann die Gebäudeautomatisierung ab den 1970er Jahren. In den folgenden Jahrzehnten kam sie fast nur in größeren, gewerblich genutzten Gebäuden mit dem Ziel zum Einsatz, Verbrauchswerte zu optimieren und zugleich den Aufwand für das Wartungspersonal zu reduzieren.

Dagegen nahm die Hausautomation in Form von Smart Homes für private Wohnbereiche erst seit Beginn der 2000er Jahre richtig Fahrt auf – mit einem klaren Fokus auf modernen Wohnkomfort, Multimedia-Einbindung, platzsparende Installationen und intuitive Bedienung bzw. Funktionenkonfiguration über Apps für Smartphones, Tablets und eingelassene Wanddisplays.

Haussteuerung, Sensoren und Aktoren – die grundlegenden Komponenten

Am grundlegenden Systemaufbau hat sich seit den frühen Tagen und trotz zahlreicher Innovationen sowie einer enormen Ausweitung der Steuerungs-, Kontroll- und Vernetzungsmöglichkeiten nichts Wesentliches geändert: Auch bei Smart Homes dient meist eine programmierbare Steuerung gleichsam als intelligente „Schaltzentrale“, die mittels dezentral im Gebäude verteilter Sensoren physikalische Größen wie Strom- oder Spannungswerte, Lichtstärke, Temperaturen, Pegelstände oder Ventilpositionen erfassen, bewerten und die Differenzen zwischen den Ist- und den vorgegebenen Sollwerten berechnen kann.

Zur Regelung oder zeitabhängigen Ansteuerung der festgelegten Hausfunktionen wie z.B. der Beleuchtung, Heizung, Lüftungen oder Beschattungsvorrichtungen aktivieren die Steuerungen Aktoren vor Ort. Als Aktoren werden alle Stellglieder bezeichnet, die vor Ort etwas initiieren, bewegen oder schalten. Das können beispielsweise fernbedienbare Lichtschalter, Rollladenmotoren, elektrisch ansteuerbare Ventile sowie beliebige Haushalts – oder auch IT- und Multimediagerate sein.

Von Konfigurationsmöglichkeiten und Schnittstellen der Haussteuerung hängen sowohl das Spektrum intelligenter Hausfunktionen als auch der Bedienkomfort ab: z.B., ob sich das Smart Home per Sprachsteuerung dirigieren lässt oder auch, in welchem Umfang sich die Hausfunktionen via Internet von unterwegs kontrollieren lassen.

Steuerbefehle und Sensorwerte nehmen den Hausbus

Die Übertragung von Sensordaten und Steuerungsbefehlen erfolgt über ein sogenanntes Hausbussystem, welches je nach technischer Auslegung maßgeblich über die Flexibilität und Leistungsfähigkeit entscheidet. Dabei regelt das Bussystem die Art und Weise, wie und über welche Strecken sich die angeschlossenen Geräte mit der Steuerung oder auch miteinander verständigen können. Außerdem hängt vom Bussystem ab, wie viele Geräte an eine Übertragungsstrecke angeschlossen werden können, wie viele Daten sie gleichzeitig austauschen und ob bzw. in welchen Umfang sie dafür auch Funkverkehr nutzen dürfen.

Während beispielsweise Bussysteme wie z.B. LON, LCN, BACnet, CAN (oder vermehrt auch Ethernet-basierte Automatisierungsprotokolle aus industriellen Anwendungen) besonders gut die Anforderungen für ausgedehnte Netzwerke in industriellen und öffentlichen Liegenschaften erfüllen, spielt KNX seine Stärken gleichermaßen im Zweckbau und in Wohnhäusern aus und gilt im Smart Home-Sektor gleichsam als „der Klassiker“.

Anders als das systemoffene KNX, das im Kern nur die Busstruktur und die Geräteschnittstellen definiert und Geräte unterschiedlichster Hersteller verbindet, setzen andere führende Smart Home-Standards wie z.B. Loxone zur Vereinfachung auf ein geschlossenes „Ökosystem“ aus Bus und Hausinstallationstechnik.

Daran ist ersichtlich, dass Smart Home-Standards sehr unterschiedliche Philosophien vertreten und somit vom Kunden eine nachhaltige Entscheidung verlangen. So geht es neben der gewünschten funktionalen Flexibilität immer auch um die Fragen, welche bzw. wie viele Geräte/Anlagen miteinander vernetzt werden sollen und wie hoch der Installationsaufwand dafür ausfallen darf. Denn in der Regel bedarf es für die Installation eines ausbaufähigen Netzwerks mit ausreichender Bandbreite der vorrauschauenden Planung von Steuerleitungen und Abzweigdosen sowie ausreichender Platzkapazitäten im Verteilerkasten.

Hallo Smart Home, was geht?

Antwort: Das richtige System/den richtigen Bus vorausgesetzt, eigentlich alles! Steuerung und Bus bestimmen die Güte der Regelkreise, innerhalb derer sich alle Sensoren und Aktoren über die Steuerung austauschen können. Entscheidend ist dann nur, welche Hausgeräte und Sensoren, z.B.  Licht-, Wind-, Bewegungsmelder oder auch Raumluftsensoren an das Smart Home-System angeschlossen sind.

Die Bewohner können dann über die Steuerzentrale festlegen, welche Aktion in welchem Maß vollautomatisch auf Grundlage der eingehenden Sensorwerte erfolgen soll. Beispielsweise kann sich die Beleuchtung eigenständig an die äußeren Lichtverhältnisse anpassen, bei Abwesenheit der Bewohner ihre Anwesenheit simulieren oder im Zusammenspiel mehrerer Leuchten individuell gewünschten Szenarien folgen. Entsprechend ausgestattete Rollläden, Markisen oder andere Beschattungsvorrichtungen können sich wahlweise zeitgesteuert oder selbstständig entsprechend der äußeren Lichtverhältnisse, Tageszeiten oder klimatischen Einflüssen öffnen oder schließen, Küchengeräte lassen sich aus der Ferne überwachen und das Energiemanagement optimieren, etwa indem sich die Vorlauftemperaturen für Warmwasserbereitstellung or Heizungen flexibel an den realen Bedarf anpassen. 

Nicht zuletzt gestatten verschiedene Möglichkeiten der Fernüberwachung und -aktivierung von Alarm- und Schließeinrichtungen sowie von Hauskameras nachhaltige Sicherheitskonzepte. Dieses sind nur wenige repräsentative Beispiele für die Vielzahl an Komfort – leistungsfähige Systeme setzen der Phantasie ihren Besitzern keine Grenzen.

Smart Home: Integrale Lösung statt Klein-Klein

Wenngleich der Markt für einige der genannten Funktionalitäten akzeptable Einzellösungen bereitstellen mag, erreichen diese auch in der Gesamtheit nicht annähernd das Potenzial eines durchgängigen Smart Home-Systems. Die Vorteile liegen bei weitem nicht nur im Leistungsumfang, den individuellen Konfigurationsmöglichkeiten sowie den Optionen für den bedarfsorientierte Erweiterungen, sondern in ihrer zentralen Übersicht und Steuerung über eine homogene Bedienoberfläche.

…aber all die günstigen Funk-Systeme?

Viele Hersteller von Hausinstallationstechnik und Internetanbieter preisen heute für geringe Kosten funkbasierte Komplettsysteme als „Smart Home“ an. Obwohl sich für den Smart Home-Bereich zunehmend mehr robuste und sichere Funk-Standards etablieren, handelt es sich bei vielen der besonders günstigen Angebote um Insellösungen, die nur sehr eingegrenzte Funktionsbereiche im Haus abdecken und nur zur einfachen Regelung dezidierter Anwendungen dienen. Doch auch bei komplexeren und leistungsfähigeren Funklösungen, die auf speziellen Protokollen und/oder WLAN basieren, gilt es Störfrequenzen zu beachten, welche die Zuverlässigkeit einschränken können. Außerdem müssen an vielen Empfangsgeräten regelmäßig Batterien getauscht werden.

Für Hausbesitzer oder Bauherren, die ihre Immobilien zukunftssicher vernetzen wollen, empfehlen sich daher eher leitungsgebundene oder Hybridsysteme, die für die „letzten Meter“ zur nachträglichen Anwendungserweiterungen Funkanbindungen integrieren können.